Seria caminhar nas linhas da redundância justificar o uso do concreto de Cimento Portland na indústria da construção civil atualmente no Brasil. Este é um dos poucos consensos enquanto material de construção. Ele está sempre presente, independentemente das condições econômicas do país.
Não é necessário relacionar as qualidades deste material. No entanto, apesar do uso consagrado, o seu proporcionamento ainda merece estudos, uma vez que conhecer os fatores que afetam suas características de resistência e durabilidade pode proporcionar avanços tecnológicos e economia, agregando valor ao produto final.
É na busca de agregar conhecimento, no que se refere ao proporcionamento adequado do concreto, especialmente para o caso das misturas produzidas em pequenos e médios canteiros que se desenvolveu esta pesquisa. A obtenção dos ábacos de dosagem, determinados experimentalmente, pode representar um passo significativo no sentido de proporcionar ao pequeno e médio construtor o estabelecimento de traços de concretos previamente ajustados, necessitando por parte dos engenheiros, somente pequenos ajustes comuns a qualquer método de dosagem.
Por sinal, neste trabalho foi possível conhecer as características básicas de pelo menos 5 métodos de dosagem de concreto utilizados no Brasil. Na pesquisa, no que se refere à etapa experimental, utilizou-se o método de dosagem IPT / EPUSP. Neste ponto é interessante salientar que apesar da praticidade e a relativa facilidade com a qual se definem as características fundamentais de uma determinada família de traços, o método apresentou alguns aspectos inadequados com relação a esta pesquisa, especialmente com relação à necessidade da experiência de quem está à frente do estudo de dosagem e o uso de traços que conduzem a misturas com altos teores de cimento por metro cúbico de concreto.
Por ser seja eminentemente experimental, este método exige que no desenvolvimento das várias etapas experimentais, quem está à frente do estudo de dosagem tenha alguma experiência na confecção de concretos, e isso pode ser um agente complicador. Um exemplo disso é a definição do teor de argamassa seca (α) do traço piloto. Com relação aos procedimentos básicos sugeridos originalmente pelo método, pelo menos um deles se mostrou inadequado para os materiais da região noroeste do Paraná.
Pode-se verificar experimentalmente neste trabalho que os traços sugeridos pelo método IPT/EPUSP para a definição dos diagramas de dosagem, ((1,0 : 5,0)kg, (1,0 : 3,5)kg e (1,0 : 6,5)kg) conduzem a misturas com elevados consumos de cimento e, conseqüentemente, elevados valores de resistência à compressão. Em decorrência disso, os experimentos ficaram condicionados às limitações impostas pelos equipamentos disponíveis para os ensaios. Questões relacionadas à prensa hidráulica (Modelo MUE-100/EMIC) com capacidade de carga de até 100 toneladas-força e o tipo de fôrmas metálicas (φ15x30cm), foram fatores preponderantes para que se adotasse na
pesquisa os traços (1,0 : 6,0)kg, (1,0 : 4,5)kg e (1,0 : 7,5)kg. Estes traços apresentaram resistências que não colocaram em risco a integridade do equipamento de ensaio. O laboratório não dispunha de fôrmas com dimensões (φ10x20cm) à disposição para os ensaios.
Uma outra questão se refere ao uso três misturas para a definição das curvas de comportamento para os quadrantes do diagrama de dosagem proposto pelo método. Esta quantidade de misturas fornece uma boa correlação estatística (r2) para os experimentos, apresentando baixos coeficientes de variação, especialmente para os valores obtidos nas correlações para as leis de Lyse (1° quadrante) e Abrams (2° quadrante).
Embora reconhecendo que o uso de três misturas fornece bons parâmetros na definição das curvas do diagrama de dosagem, para o caso desta pesquisa foram utilizadas cinco ou seis misturas para definir os diagramas de dosagem para cada tipo de agregado e abatimento especificado para o concreto. Três destes pontos (traço piloto e auxiliares) foram os sugeridos pelo método e permitiram a traçado da curva de comportamento no quadrante de interesse, enquanto que os outros três pontos (traços de referência) foram obtidos por meio de misturas confeccionadas tomando como base as informações preliminares fornecidas pelo diagrama confeccionado com três pontos. As curvas finais do diagrama de dosagem, representativo de uma determinada família de concreto foram obtidas por meio das correlações matemáticas reunindo todas as misturas envolvidas no processo experimental.
Este procedimento parece, em um primeiro momento, oneroso e dispendioso em termos de estudo de dosagem. No entanto, se mostrou eficiente à medida que permitiu, além da obtenção de melhores respostas em termos de coeficiente de correlação estatística (r2) para as curvas do diagrama de dosagem, ratificar a representação da lei de Lyse por uma equação de reta.
Dafico (1997) sugere a representação da lei de Lyse por uma equação parabólica de grau 2. Em comparações feitas nesta pesquisa foi possível observar que está sugestão é válida. Porém o fato de representar esta lei por meio de uma equação de reta não conduz a distorções significativas nos parâmetros das misturas, pelo menos quando se comparam os coeficientes de correlação estatística para as duas situações. Assim, os resultados obtidos experimentalmente, para os materiais avaliados, indicaram que a lei de Lyse pode ser representada tanto por uma equação de reta quanto por uma equação parabólica de grau 2.
A literatura salienta as diferenças nas misturas de concreto quando se usa agregado de granulometrias diferentes das concebidas originalmente para os traços de concreto. Alterações na resistência mecânica e na consistência são conseqüências imediatas destas alterações.
Pode se observar, por meio da simulação feita no item 4.5.3 desta pesquisa, utilizando as expressões analíticas definidas para os ábacos de dosagem e fixando-se uma faixa de valores para a relação água/cimento de 0,45 a 0,70 e abatimento de 60+10 mm, que o fato de utilizar diferentes britas para um mesmo tipo de areia não altera significativamente as qualidades da mistura no aspecto da resistência e consumo de cimento para uma mesma consistência e relação água/cimento.
Para um mesmo tipo de areia, no caso dos concretos convencionais (sem aditivo Plastificante do tipo P), as diferenças de resistência encontradas são muito pequenas, situando-se em sua maioria, na faixa de 5%. Há de se levar em conta que essas diferenças ainda devem ser avaliadas sob aspecto de que estes valores de resistência são resultados sujeitos a todos os erros decorrentes dos procedimentos de ensaios (moldagem, cura dos corpos-de-prova, aferição e precisão de equipamentos entre outros).
Quando se avaliam e comparam concretos convencionais (sem aditivo Plastificante) confeccionados com areia média e os concretos produzidos com areia fina para um mesmo tipo de agregado graúdo, observa-se que as diferenças entre o consumo de cimento por metro cúbico de concreto e os valores de resistência são mais significativos, variando de 5% a 10%. Essas diferenças, apesar de consideráveis, não inviabilizam o uso da areia fina ou da areia média ainda mais se levado em conta que o aumento de consumo de cimento por metro cúbico de concreto, na maioria das situações simuladas, veio acompanhado de aumento na resistência à compressão.
De fato, diferenças significativas no consumo de cimento, para a faixa de relação água/cimento adotada na simulação, poderão ser obtidas quando se faz uso do aditivo plastificante. Nesses casos, pode-se reduzir o consumo de cimento em até 14% com relação aos concretos sem aditivo, dependendo do tipo de agregado utilizado.
A redução no consumo de cimento, na maioria das situações é uma condição determinante quando se faz a comparação entre os concretos com e sem aditivo, especialmente nas situações onde as misturas apresentam a mesma consistência e relação água/cimento. Ainda utilizando a simulação apresentada no item 4.5.3, foi feita uma avaliação do custo por metro cúbico de concreto quando se consideram os insumos (cimento, areia, pedra britada, água e aditivo) para misturas confeccionadas com e sem aditivo plastificante. Nesse caso, a simulação mostrou que pode ocorrer uma redução no custo unitário do concreto em até 6%. O uso do aditivo plastificante, em função dos resultados obtidos nesta pesquisa, pode ser uma boa alternativa quando se deseja reduzir custos na produção do concreto.
Saindo do campo da simulação, mas ainda avaliando o uso do aditivo plastificante, é interessante observar a relação entre o uso do aditivo e a incorporação do ar na mistura. O aditivo plastificante, especialmente os constituídos à base de lignosulfonatos podem melhorar a trabalhabilidade da mistura por meio da incorporação de ar e, em conseqüência, pode ocorrer a diminuição da resistência à compressão do concreto. Os experimentos feitos com misturas confeccionadas com e sem aditivo, mostradas na tabela 4.24 permite uma avaliação da influência do ar aprisionado e/ou incorporado nas misturas.
Os resultados obtidos experimentalmente mostram que ocorreram aumentos nos teores de ar aprisionado e/ou incorporado que variam de 1% a 1,5% dependendo do tipo de agregado, para as misturas confeccionadas com aditivo quando comparadas com as sem aditivo. Observando as figuras 4.19 e 4.20 pode se verificar que as diferenças entre os valores de resistência são menores, pelo menos para a maioria das situações, para os concretos confeccionados com aditivo. Considerando que as misturas apresentaram os mesmos valores para a relação água/cimento e
resguardadas as variações de resultados decorrentes dos procedimentos de ensaios, as reduções observadas nos valores de resistência indicam que pode ter ocorrido incorporação de ar nas misturas, especialmente para as faixas de menores consumos de cimento.
Os ábacos de dosagem foram obtidos a partir de procedimentos eminentemente experimentais, utilizando os materiais da região noroeste do Paraná (areia lavada, natural, quartzosa e pedra britada de basalto). Este fato possibilita ao usuário dos ábacos na região, dispor de misturas com boas possibilidades de uso sem a necessidade de grandes ajustes em canteiro. Neste ponto é importante salientar as recomendações da norma NBR 6118/2003 no que se refere ao concreto com vistas à durabilidade das estruturas de concreto.
Salientando alguns aspectos construtivos, está norma é taxativa quando recomenda valores máximos para a relação água/cimento em função do tipo de concreto e classe de agressividade do meio. Para o caso dos componentes e elementos estruturais de concreto armado, esta norma recomenda que os concretos sejam dosados para atenderem a classe de resistência maiores ou iguais a 20MPa, com relação água/cimento máximo de 0,65kg/kg, mantidos os consumos de cimento mínimos estabelecidos pela norma 12655.
Desta forma, é prudente que o usuário dos ábacos de dosagem tome como referência estes limites estabelecidos pela norma NBR 6118/2003 no que se refere à classe de resistência do concreto e os valores máximos para a relação água/cimento, ainda mais se considerado que o uso de baixos valores para relação água/cimento reduz a carbonatação e, por conseqüência, seus efeitos deletérios na estrutura de concreto.
Os experimentos conduziram a misturas com teores de argamassa seca (α) que variam de 48% a 52% dependendo do tipo de agregado utilizado. São teores muito próximos aos obtidos, por exemplo, por meio do método UEM de dosagem. No entanto, os ábacos de dosagem podem ser considerados mais eficientes à medida que proporcionam misturas com teores de cimento por metro cúbico inferiores quando comparados com os obtidos pelas misturas fornecidas pelo Método UEM de dosagem sem contar as diferenças relacionadas no item 4.5.7 deste estudo.
Guardadas as limitações recomendadas pela norma NBR 6118/2003, os experimentos demonstram que os ábacos de dosagem podem ser uma boa ferramenta para a estimativa de misturas que conduzam a concretos de boa qualidade para materiais similares aos utilizados nessa pesquisa. A facilidade na estimativa dos parâmetros teor de argamassa seca (α), teor de agregado total (m) e consumo de cimento por metro cúbico (C), não faz dos ábacos substitutos do estudo de dosagem utilizando um método de uso consagrado. No entanto, eles podem ser muito úteis na definição dos parâmetros iniciais da dosagem à medida que abrange uma faixa razoável de trabalhabilidade, medida pelo abatimento do tronco de cone, e de resistência à compressão.
Os ábacos de dosagem facilitam em muito os procedimentos experimentais de dosagem. No entanto, deve-se ressaltar que foram definidos com tipos específicos de agregados necessitando, portanto, a verificação de sua eficiência quando utilizados com materiais e condições muito diferenciadas das utilizadas nesta pesquisa.
5.2 – Sugestões para futuras pesquisas
Os ábacos de dosagem são resultados de uma série de informações e procedimentos experimentais que culminaram com curvas que mostram graficamente, o comportamento para os tipos de concretos pesquisados. Estas curvas provavelmente necessitarão de alguns ajustes para fornecerem traços que atendam às especificações básicas definidas para um determinado tipo de concreto, principalmente quando se fizer uso de materiais que apresentem características muito diferenciadas dos materiais utilizados nessa pesquisa.
Este estudo desenvolveu-se em torno de um determinado tipo de material, especificamente os encontrados na região noroeste do Paraná e distribuídos na cidade de Maringá- PR. Desta forma, recomendamos para estudos posteriores as seguintes pesquisas:
1° – Desenvolver experimentalmente novos traços utilizando os ábacos de dosagem, com outros materiais que apresentem diferentes características dos utilizados nesta pesquisa, especialmente no que se refere às areias e ao tipo do cimento;
2° - A resistência à compressão, avaliada em corpos-de-prova cilíndricos foi o parâmetro fundamental para a definição dos ábacos de dosagem. No entanto, este é um parâmetro sujeito a muitos fatores que podem interferir no resultado final do ensaio. Assim, será importante verificar a eficiência destas curvas, principalmente sob os aspectos relacionados à durabilidade do concreto sob a ótica de outros ensaios, dentre os quais podemos relacionar:
- Avaliação do módulo de elasticidade do concreto; - Avaliação da permeabilidade da água e capilaridade - Avaliação da absorção da água
3° - Novos estudos no sentido de avaliar a influência do teor de argamassa seca (α) da mistura nos parâmetros da resistência mecânica e consumo de cimento por metro cúbico de concreto. Este pode ser o primeiro passo no sentido de determinar um procedimento menos experimental e mais científico para se definir o teor ótimo ou ideal de argamassa no concreto.